2017 Fiscal Year Research-status Report
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16K00609
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
和嶋 隆昌 千葉大学, 大学院工学研究院, 准教授 (00380808)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 硫黄担持炭 / バイオマス廃棄物 / リサイクル / 重金属除去 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、バイオマス廃棄物を硫化物イオンに浸漬し熱分解することで得られる硫黄担持炭の特異的な重金属吸着能の発現メカニズムとその重金属吸着メカニズムを明らかにすることである。本年度は、「硫黄担持炭の重金属吸着能」に関する研究を実施した。
バイオマスの主成分であるセルロースから成るコットンを3種類の硫黄溶液(Na2S, K2S, NaHS)に浸漬し乾燥した後、電気管状炉を用いて窒素雰囲気下で400℃で１時間熱分解処理を行い、室温まで冷却し水洗・乾燥することで硫黄担持炭化物フィルターを作成した。すべての炭化物フィルターはコットンの持つ繊維形状を保持し、繊維表面に空孔の形成が確認された。K2Sを用いて作成したフィルターが最もニッケルを吸着し、吸着したニッケルは窒素雰囲気下の還元処理で金属ニッケル粒子として炭化物表面に析出した。
稲わらをK2Sに浸漬し同様に電気管状炉を用いて窒素雰囲気下にて400℃で熱分解することで硫黄担持炭を作成した。稲わらを0.5MK2S溶液に15分ほど浸漬することで鉛除去能をもつ硫黄担持炭が作成できた。除去された鉛は、Leadhillite [Pb4SO4(CO3)2(OH)2] と Anglesite [PbSO4]の形で除去されていることがわかった。また、カオリナイト、赤玉土、鹿沼土、黒土、川砂から模擬鉛汚染土壌を作成し硫黄担持炭を混合して溶出試験を行った結果、模擬汚染土壌からの鉛の溶出を日本の土壌溶出基準以下に抑制できることがわかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
分析装置の不具合等で詳細な反応機構の解析に時間を要しているが、概ね順調に進んでいる。セルロース単体であるコットンを原料として用いた基礎的な検討と稲わらなどのバイオマス廃棄物を原料として用いた応用的な検討を同時並行で進めることができており、次年度以降で詳細を検討する予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
硫黄の浸漬処理は比較的低濃度（0.5MK2S）かつ短時間で重金属吸着能を持つ硫黄担持炭が作成できることがわかった。今年度は、セルロースおよびバイオマス廃棄物から同様の条件で得られた硫黄担持炭の各種金属への吸着能と反応機構を考察する予定である。
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| Causes of Carryover |
（理由）国内の学会（東京）に参加できなかったため、交通費分の未使用額が生じた。
（使用計画）次年度の学会参加の経費に充てることとしたい。
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